2019年浙江省電網側儲能發展與挑戰.pdf

1、浙江省電網側儲能發展與挑戰 Development and Challenge of Grid-side Energy Storage in Zhejiang Province 主要內容 儲能發展概況 浙江電網側儲能發展 儲能系統集成與運行 儲能發展面臨的挑戰 1 1 2 2 3 3 4 4 全球儲能發展概況 截至2018年12月底，全球已投運儲能項目累計裝機規模180.9GW，同比增長3%。其中抽蓄儲能規模最大，電化學儲能的累計裝機規模緊隨其后，規模分別為，同比增長121%，占比8%，其中鋰離子電池的累計裝機占比最大，超過85%。2018年電化學儲能的新增投運規模為3.5GW，同比增長288

2、%，其中第四季度新增投運電化學儲能規模為1.55GW，同比增長226%。全球電池儲能容量 主要用途分布 國內儲能發展概況 截至2018年12月底，中國已投運儲能項目累計裝機規模31.2GW，同比增長8%。其中抽蓄儲能規模最大約30.0GW，電化學儲能的累計裝機規模緊隨其后，規模分別為1.01GW ，同比增長159%，占比3.2%，其中鋰離子電池的累計裝機占比最大，超過65%，累積裝機容量3103MWh，同比增長127%。ESSESS220 kV110 kV10 kV10 kV集中發電集中發電分布式發電分布式發電220 kV 輸電線路ESS輔助調頻ESSESSESS110 kV工業工業負載負載1

3、0 kV系統備用平滑輸出平抑負荷延緩投資削峰填谷潮流優化電能質量控制需求側管理國內儲能相關政策 電改9號文關于進一步深化電力體制改革的若干意見 2015 要建立輔助服務分擔共享新機制。適應電網調峰、調頻、調壓和用戶可中斷負荷等輔助服務新要求，完善并網發電企業輔助服務考核新機制和補償機制。國家能源局關于推動電儲能參與三北地區調峰輔助服務工作的通知 2016 為儲能開放了一個特定的電力市場調峰輔助服務 國家發改委、國家能源局能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)2016 儲能被列為重點任務。能源發展“十三五”規劃 2016 要求集中力量在儲能與微網技術上取得突破。國家能源局發布國家電力示

4、范項目管理辦法完善電力輔助服務補償（市場）機制工作方案 關于促進儲能技術與產業發展的指導意見(征求意見稿)2017 電力示范項目將單獨納入國家電力建設規劃，并對示范項目的申請、評估與優選、審批等都做了明確規定。其中，系統儲能項目也包含在申報范圍之內。第一次明確了儲能在我國能源產業中的戰略定位，并提出未來十年儲能領域的發展目標。將先進儲能納入可再生能源發展、配電網建設、智能電網等專項基金支持范圍。提出鼓勵采用競爭方式提供電力輔助服務，按需擴大電力輔助服務提供主體，鼓勵儲能設備、需求側資源參與提供電力輔助服務。各地方區域能監局 2018 國家已批復東北、附件、山東、山西、新疆、寧夏、廣東、甘肅等8

5、個地方開展輔助服務市場建設試點工作。國家電網有限公司關于新時代改革“再出發”加快建設世界一流能源互聯網企業的意見 2019 打造“三型”企業，建設運營好“兩網”。探索利用變電站資源建設運營充換電（儲能）站和數據中心站的新模式，拓展客戶新空間，大力開拓電動汽車、儲能、綜合能源服務等新興業務，促進新業務與電網業務互利共生。主要內容 儲能發展概況 浙江電網側儲能發展 儲能系統集成與運行 儲能發展面臨的挑戰 1 1 2 2 3 3 4 4 浙江電網儲能需求 一是調峰調頻需求 2017年，浙江省社會用電量4193億千瓦時，高用電量給電力安全穩定供應帶來巨大的調峰調頻需求。遠期來看，浙江省調峰項目仍將以抽

6、水蓄能為主，參與快速調頻的電池儲能有望逐步放開。二是分布式發電及微網儲能需求 基于島嶼的分布式發電配套儲能是解決島嶼地區供電可靠性的重要途徑之一，已投運的電池儲能項目中，多數都為分布式及微網領域的儲能項目。隨著光伏發電和儲能成本的繼續降低，分布式發電及儲能商業模式的逐漸清晰，浙江省工商業分布式儲能將快速崛起。三是電動汽車充換電站儲能的需求 2016年10月浙江省人民政府辦公廳下發關于加快電動汽車充電基礎設施建設的實施意見，意見指出到2020年，新建集中式充換電站800座以上。四是供電可靠性的需求 以臺區微電網形式提高臺區負荷的供電可靠性，以移動式儲能形式快速響應用戶需求，適用于重要負荷保電，應

7、急供電需求。主要內容 儲能發展概況 浙江電網側儲能發展 儲能系統集成與運行 儲能發展面臨的挑戰 1 1 2 2 3 3 4 4 儲能系統集成 大電網大電網手機手機APP監控通訊網監控通訊網主功率回路主功率回路控制通訊控制通訊A A網網BMS.MWMW級儲能單元級儲能單元BMSPMS*2PCSBMSBMSPCSBMS.MWMW級儲能單元級儲能單元BMSPMS*2PCSBMSBMSPCS.工作站工作站工作站工作站大屏幕大屏幕SCADASCADA監控監控高級應用高級應用系統控制系統控制管理服務器管理服務器運行管理運行管理隔離裝置隔離裝置WebWeb服務器服務器Internet控制通訊控制通訊B B網

8、網儲能系統軟硬件構架 儲能系統集成 布置方式 室內布置 戶外集裝箱布置 電池集裝箱 PCS集裝箱 變電站 優化布置，空間利用率高 防護等級較低，降低成本 消防等級較高 與建筑融為一體，整體美觀 標準集裝箱，交鑰匙系統 高效散熱，保溫，防水防塵 模塊隔離，事故損失小 運輸、安裝、維護方便 儲能系統集成 并網逆變器拓撲 兩電平 三電平 鏈式 項目項目 兩電平兩電平/三電平三電平 鏈式中壓直掛鏈式中壓直掛 性能性能 1、存在多機諧振等并聯一致性協調控制問題；2、需要通過高速通訊達到整體快速響應；3、SVG功能實現較為困難。1、單機集中控制，無并聯一致性問題；2、多目標復合控制易于實現；3、SVG功能

9、實現簡單，并能夠分相控制。運行檢修運行檢修 1、多機分散接入，控制簡單，冗余性高；2、電池電壓較低，檢修隔離方便。1、電池分散接入，控制復雜，模塊冗余設計；2、電池模塊帶有高壓，運行檢修壓力大。經濟性經濟性 1、占地面積大，大容量系統建設成本高；2、需配置SVG；3、低壓線路損耗大。1、5MW以上系統建設成本有優勢；2、無隔離變；3、中壓線路損耗小。儲能系統集成 變流與升壓系統集裝箱 電池集裝箱 電池堆 直流柜 環境控制 升壓變 變流器 電池單元 電池堆 集裝箱儲能系統集成 儲能系統集成 低壓側并聯，通過雙繞組變壓器并網，PCS間需要同步，降低10-15%成本 傳統方式，PCS通過雙分裂變壓器

10、并網 大容量儲能單元集成 1#1MWhPCSPCS電池2#1MWh電池YY9#1MWhPCSPCS電池10#1MWh電池YY13#1MWhPCSPCS電池14#1MWh電池YY19#1MWhPCSPCS電池20#1MWh電池YY10kV II段升壓變110KV/10kV升壓變10KV/0.4KV1250KVA10kV I段升壓變10KV/0.4KV1250KVA升壓變10KV/0.4KV1250KVA升壓變10KV/0.4KV1250KVA110KV10MW/20MWh儲能系統 儲能系統集成 協調控制儲能控制器電網調度儲能監控云平臺AGC/AVC防火墻電池組PCS空調電表監控保護負荷服務器監控

11、終端儲能電站能量監控系統（SDADA+EMS）站級監控信息集中器MMS、104 GOOSE、104、Modbus MODBUS、CAN、.儲能監控系統 就地控制、協調控制、站級控制和云平臺四層控制架構 信息與控制分離，保證了在海量檢測數據下控制系統的高性能 通過遠動、AVC、AGC等設備與電網雙向互動 儲能系統集成 儲能協調控制器 采集PCC點電壓，計算并網點頻率和電壓 與PCS集群之間采用高速網絡通訊，ms級延時 完成一次調頻和調壓快速控制功能 實現電源出力平滑，阻尼振蕩控制等功能 1容性無功從0調節至203kVar2容性無功從203kVar調節至03感性無功從0調節至630kVar 儲能控

12、制器檢測電網電壓，完成電壓外環控制，生成無功指令，分配給PCS集群 儲能控制器與PCS集群間采用高速網絡通訊，ms級延時 整個電壓調節過程小于30ms 儲能系統集成 消防安全關鍵問題：1.滅火劑的選擇：針對鋰離子電池火災的高效滅火劑 2.火災探測報警器的確定：對鋰離子電池火災及時準確響應的探測器 3.消防系統方案設計：火災報警系統的設計、安裝，滅火系統的設計，管網布局 4.消防系統中相關參數的確定示例：滅火劑量、滅火劑噴放時間、噴放壓力 5.整體土建要求：防火間距、耐火等級、平面布置、建筑構件、滅火救援等要求 環境監控系統 儲能系統集成 1 主要內容 儲能發展概況 浙江電網側儲能發展 儲能系統

13、集成與運行 儲能發展面臨的挑戰 1 1 2 2 3 3 4 4 挑戰1儲能系統的評估和盈利模式 儲能系統特性 內外特性耦合且受多因素影響，難以建立電池等效模型，實現電池的本征安全預警體系 壽命衰減機理復雜難以準確估計，受運行方式影響，難以估計壽命損耗成本 儲能數據量化到應用收益，完善儲能電站的健康狀態評價體系 盈利模式不完備 有利于儲能發揮技術優勢的電力市場機制尚未形成 多元應用價值未完全體現 多功能集成應用情況下儲能的經濟優化問題復雜，如何充分利用儲能實現最大化盈利 電網側儲能電站投資效益評估難以量化 儲能價值流 挑戰2儲能系統的需求詳細分析 電網側儲能的主要目的是促進可再生能源消納、減緩網

14、絡輸電阻塞、調峰調頻及可靠性。為了準確的進行定址定容需要做一下工作：可再生能源消納配置需求 網絡結構與調峰配置需求 調頻配置需求 可靠性薄弱點確定 儲能需求分析過于簡化 挑戰3儲能系統并網運行 儲能系統集成有待優化 實現部件易維護設計，即插即用，便于更換維護 模塊拼接、組合布局優化 采用三級防護系統個，通過消防聯動，防火分區等提高安全防護等級 提高系統能效，縮短建設周期，減少多余環節 儲能設備并網運行相關標準和安全規范不健全 加快儲能設施涉網相關技術標準和安全規范的建立 加強儲能安全與環保政策法規及標準體系建設 加強儲能安全與環保政策法規及標準體系建設電網 利用大數據平臺實現儲能電站的智能運維體系 實現準確的故障預警和診斷 挑戰4綜合能源產業生態圈建立 謝謝 Thanks for Your Time